Дизайн устройства, по традиции компании Xiaomi является сочетанием минимализма и элегантности. Монолитный корпус смартфона выполнен из высококачественного анодированного алюминия, придающего устройство более премиальный вид. Новинка позаимствовала несколько характерных черт от предыдущих версий. Так модуль основной камеры со вспышкой разместились в левом углу, аналогично модели Redmi 4, а дактилоскопический сенсор занял своё место на центральной оси задней панели, как и в предыдущей модели Redmi 4A. Помимо прочего задняя часть корпуса расположились две горизонтальных вставки усилителей антенн и фирменный логотип Mi.

Лицевую панель смартфона занимает дисплей диагональю 5 дюймов, защищенный закаленным стеклом с эффектом 2.5D. Олеофобное покрытие присутствует. Выше экрана своё законное место занимают модуль фронтальной камеры, разговорный динамик, скрытый за защитной металлической сеткой, а так же датчики приближения и освещенности, объединенные в один модуль. Нижняя часть лицевой панели имеет три сенсорных клавиши управления системой. Верхняя грань корпуса расположила на себе аудиоразъем 3.5 мм и инфракрасный порт. На нижнем торце размещены microUSB порт для зарядки и передачи данных, основной динамик и разговорный микрофон, скрытые за защитными технологическими отверстиями.

Xiaomi Redmi 4X работает на базе процессора Snapdragon 435 с восьмиядерной архитектурой, в основе которой лежат 8 ядер Cortex A53 с максимальной тактовой частотой работы 1.4 ГГц. За графику несёт ответственность интегрированный ускоритель Adreno 505. Объем внутренней памяти возможно расширить до 128 гигабайт посредством карт памяти формата microSD. Смартфон имеет на борту продвинутый модем 4G VoLTE, обладающий скоростью передачи до 300 Мбит\с, а так же модули Bluetooth версии 4.2 и Wi-Fi 802.11 b/g/n.